基于超材料-石墨烯实现频段可调的高性能吸波体研究

基本信息
批准号:61501067
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:熊汉
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘丹平,陈世勇,欧翔,郭李,杜得荣,郭坦,王浩,石婷,冯从俊
关键词:
吸波体石墨烯可调特性超材料
结项摘要

The absorber which has the character of thinness, low density, broadband absorption, strong absorbing capacity and adjustable bandwidth is an important foundation for the modern development of stealth technology. Meanwhile, it is one of the hot research topics in the field of materials and microwave technology nowadays. However, in the condition of the absorber with performance of thin, light, broadband and strong, How to satisfy tunability at the same time is a problem that needs to be solved. Based on the background of the speciality of the metamaterials and adjustable characteristic of permittivity of the graphene, the aim of this project is to investigate the basic theories and key technologies for the multi-layer MGA. Firstly, it will establish an equivalent circuit model of a multi-layer MGA, which further quantify the coupling degree between the loops of metal metamaterial and graphene. Secondly, the theoretical analytical expressions of absorption of MGA will be established. The key parameters which impact the absorbing properties and the robustness of these parameters on the overall performance will be analyzed. At the same time, it will establish the best way to load the offset voltage of each graphene layer and the values of the offset voltage. Finally, by using the efficient weighted real-coded genetic algorithm, this project will optimize the target and obtain the best parameter values for multilayered MGA. The investigation of this project can establish theory and technology foundations for future developments of the intelligent absorber.

厚度薄,密度低,吸收频带宽,吸收能力强且吸收频段可调的吸波体是现代发展隐身技术的重要基础,同时也是当今材料与微波技术领域的热点研究课题之一。然而,在吸波体满足“薄、轻、宽、强”的前提下,如何兼顾可调性成为当前吸波体研究领域亟待解决的问题。本项目旨在以超材料的特异性和石墨烯介电常数的可调性为背景,深入地研究多层MGA的基础理论与关键技术。首先,建立多层MGA的等效电路模型,量化超材料的金属回路和石墨烯构成的图案回路间的耦合程度;其次,建立起MGA吸收率的理论解析表达式,分析影响吸波性能的关键参量以及这些参量的鲁棒性对整体性能的影响;同时,确定每个石墨烯层的最佳偏置电压加载方式以及偏置电压值的大小;最后,运用高效的加权实数编码遗传算法对目标进行优化,确定多层MGA的最佳的参量值。该项目研究将为推进吸波体的智能化奠定理论基础与提供技术支撑。

项目摘要

厚度薄,密度低,吸收频带宽,吸收能力强且吸收频段可调的吸波体是现代发展隐身技术的重要基础,同时也是当今材料与微波技术领域的热点研究课题之一。然而,在吸波体满足“薄、轻、宽、强”的前提下,如何兼顾可调性成为当前吸波体研究领域亟待解决的问题。项目以超材料的特异性和石墨烯介电常数的可调性为背景,深入地研究了多层超材料-石墨烯吸波体的基础理论与关键技术。首先,建立起了多层超材料-石墨烯吸波体的等效电路模型,量化超材料的金属回路和石墨烯构成的图案回路间的耦合程度;其次,建立起了超材料-石墨烯吸波体吸收率的理论解析表达式,分析了影响吸波性能的关键参量以及这些参量的鲁棒性对整体性能的影响;同时,研究了石墨烯层偏置电压大小对吸波性能的调控关系;最后,运用遗传优化算法对超材料结构参数进行局部优化,确定了吸波体中超材料结构参数的最佳值。该项目研究将为推进吸波材料的智能化奠定理论基础与提供技术支撑。在项目的支持下发表了论文10篇,其中包括SCI检索的期刊论文9篇,会议论文1篇。在投稿的论文2篇,申请国家发明专利2项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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